JP3276902B2 - 位置に依存した走査信号の検査のための方法及び制御装置 - Google Patents
位置に依存した走査信号の検査のための方法及び制御装置Info
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Description
置に依存した走査信号の検査のための方法及び制御装置
に関する。
立の際に必要となる。信号品質及び測定精度は測定尺に
対する走査ヘッドの正確な調整に著しく影響される。イ
ンクリメンタル位置測定装置で高い測定精度を保証する
ために、走査ヘッドによって発生される両走査信号は高
くかつ等しい振幅並びに90°の位相差を有する。振幅
は走査ヘッドと測定尺との間の距離により、そして位相
差は走査ヘッドの測定方向に対する傾きによって影響さ
れる。
上インクリメンタル目盛の傍らに参照マークが設けられ
ている。参照マークの走査によってアナログ参照マーク
信号が発生され、この信号は参照位置を特定する。一般
に参照マーク信号の最大値の生じる際にカウンタから記
憶された絶対参照位置が引き渡されかつこの引き渡され
た値はインクリメンタル位置測定部によって連続的に把
握される。インクリメンタルカウンタステップは目盛の
目盛周期の分数である。この理由から、参照マーク信号
ができるかぎり良好に特定されたカウンタステップ−目
盛周期の分数−に所属する。走査ヘッドの旋回によって
この関係状態が著しく影響される。
メータはオシロスコープで表されることができる。この
ため互いに90°位相のずれた両走査信号は二光線オシ
ロスコープの両チャンネルに供給され、ブラウン管上に
リサージュの図形が発生する。リサージュの図形の半径
は両走査信号の振幅及び位相関係の寸法である。位置に
依存する走査信号の検査を簡単化するために、WO90
/02956においてバー表示部を備えた制御装置が設
けられた。この制御装置には走査信号の瞬間的な振幅か
らリサージの図形の半径が計算されかつこの瞬間的な半
径は発光個所としてバー表示部に表示される。
易に適用できるが、走査信号のパラメータの正確な制御
は可能ではない。走査ヘッドの組立の際走査信号の振幅
は0から最大値まで達成されることができ、例えば0μ
A〜12μA。この12μAの比較的大きな範囲は走査
信号の検査を制御しかつ表示されることができる。この
ことは、良好に適用可能でかつそれ程長くないバー表示
部での表示の解像力が非常に低いことを意味する。この
僅かな解像力は、瞬間的な半径のみが発光点である場合
リサージュの図形の半径の変動幅が充分な解像力及び精
度を有しないで表示されるという欠点を有する。
信号の検査のための制御装置を販売する。商品名RGS
UEのこの制御装置はWO90/02956による特徴
を有する。その上この制御装置は参照マークの位置の表
示のための表示フィールドを有する。運転導入におい
て、表示部によって参照マークの位置が検査されること
ができることが実施される。参照マークの位置の調整の
ために調整ねじが設けられている。参照マークの正しい
位置調整では表示部に緑の「LED」が、誤位置では黄
色又は赤色の「LED」が点灯する。調整ねじは、黄色
又は赤色の「LED」が点灯する場合に、単一の方向に
ねじられる。この制御装置は、制御装置が操作者を走査
ヘッドの調整の際に−特に組立の間−充分に支持するこ
とができないことが欠点である。
081B1による装置にも通じ、その際参照マークが9
0°互いに位相のずれた走査信号の所望の範囲にあるか
否かを検査するためにの手段が設けられている。
査ヘッドの調整を容易にするために、充分に高い解像力
と精度を有する走査信号のパラメータを表示されること
ができる、位置に依存する走査信号の検査のための方法
及び制御装置を提供することを課題とする。
題は特許請求の範囲第1項の特徴を有する制御装置及び
特許請求の範囲第6項の特徴を有する検査方法によって
解決される。有利な構成は従属項(請求項2〜5)によ
って与えられる。本発明による制御装置の利点は、特に
走査信号の特別に重要なパラメータが良好に認識される
ことができかつそれによって走査信号の良好な品質が簡
単な手段によって達成されることができることに見られ
る。更に、どの方向に走査ヘッドが動かされかつ旋回さ
れているかを示すことにより、組立の際の走査ヘッドの
調整が容易にされる。
る。
図1によれば走査ヘッド3によって走査される。測定運
転の間走査ヘッド3の走査要素F1、F2−例えば光電
要素−は90°互いに位相のずれた2つの走査信号S
1、S2を発生する。これらの走査信号S1、S2は、
その解像力がインクリメンタル目盛2の目盛周期よりも
良好である位置測定値を得るために、下位の目盛単位に
間挿される。高い精度の間挿を保証するために、アナロ
グ走査信号S1、S2が正確に互いに90°位相をずら
され、できる限り高い信号振幅Aを有しかつ両走査信号
の信号振幅A1、A2は、S1=A1sinωt;S2
=A2cosωtに等しい。アナログ走査信号S1、S
2は制御装置4に供給され、制御装置によってパラメー
タ(位相位置、振幅)が特別に効果的に検査されること
ができる。
のために、制御装置4に表示フィールド8の第1の範囲
8. 1が設けられる。図2に示すリサージュの図形の半
径が表示される。このために連続して両走査信号S1、
S2の複数の値対が引き渡されかつ各値対からそれぞれ
リサージュの図形の瞬間的な半径R1〜R5が次の式か
ら計算される。
た数からそれぞれ最小Rmin 及び最大Rmax が求められ
かつ表示フィールド8上にこれらの両極値Rma x 及びR
min が表示される。計算された半径R1〜R5の群で、
極値Rmax 及びRmin が特定され、少なくともそれぞれ
半径Rがリサージュの図形の4つの四分円の1つの内方
に位置することが確保される場合に特に有利である。こ
のことを監視するために半径が検査されることができそ
の際Rmax 及びRmin は、少なくともそれぞれ1つの値
が四分円の内方に位置する場合に初めて計算される。
に詳しく示されている。測定方向Xにおける測定尺1に
対する走査ヘッド3の相対移動の際、予め設定された時
点で半径Rの複数の測定値が求められ、制御装置4はこ
れらの測定値から最小値Rmi n =8μA及び最大Rmax
=12μAが求められた。更に8〜12μAの通しのバ
ー9が表示フィールド8に表示される。Rmin 及びが次
の測定及び新たな半径Rの計算で変わるとバー9の範囲
も変わる。
径Rの大きさ10も、例では1〜14μAが表示され
る。表示フィールド8においてバー9の目標幅、即ち半
径Rの変動幅の許容公差のためのマーク11が現れる場
合に特に有利である。図示の例においてこのことは括弧
記号11. 1と11. 2である。例えば許容公差が±1
0%であると、バー9に重ねられる左の括弧記号11.
1は9μAで、そしてバー9に重ねられる右の括弧記号
11. 2は11μAで表示される。括弧記号11. 1及
び11. 2の代わりに他のマークも図示されることがで
きる。括弧記号11. 1及び11. 2の位置は次の式に
よって計算される。
の計算。平均値RMは複数の半径Rからの数学的平均値
又は値(Rmax +Rmin )1/2 b)(RMの10%)を計算して、左の括弧記号11.
1の位置の計算。例えばRM=10μA従って半径Rの
変動幅が±1μAである場合、左の括弧記号11. 1は
9μAで表示される。
弧記号11. 2の位置の計算。例えば11μAが得られ
る。許容公差が%で設定されるので、右括弧記号11.
1と左括弧記号11. 2の間に入る範囲は瞬間的な平均
値RMに依存して変化する。位置測定装置の検査の際−
特に走査ヘッド3の組み込みの間−走査ヘッド3の出力
導線5は制御装置4と接続している。測定尺1に対する
走査ヘッド3の距離並びに走査ヘッド3の角度整向は、
バー9が表示フィールド8の右にできるかぎり離れて現
れかつ括弧記号11. 1、11. 2の内方に位置する幅
を有する場合に正しい。
値RMのための他の記号も表示されることができる。例
えば線、点又は矢印記号が10μAである。図4におい
て制御装置4の他の例が図示されている。表示フィール
ド8の内方に半径の大きさ10が表示される。この大き
さ10は0〜12μAである。この例では目標値の特別
に重要な範囲、特に8〜12μAの範囲の表示範囲の拡
大が本質的なことである。制限された範囲の内方でのこ
の拡大された図示は走査ヘッド3の微調整を容易にす
る。バー9の目標位置の小さい偏倚及び変更(例えば1
0μA)が迅速に認識される。特に半径の変動幅−即ち
バーの幅−は特別に明確に表されかつそれぞれ両走査信
号S1、S2の非常に良好な振幅同一性が調整される。
される。表示フィールド8は、制御装置4において表示
フィールド8の切換えを行う切換え装置が内蔵されてい
る場合に、特別に小さく形成されることができる。最大
の半径Rmax が例えば7μAの限界値の下方に位置する
場合、表示フィールド8には寸法10として0〜7μA
の値範囲が表示され、並びにバー9は求められたRmax
及びRmin の内方に位置する。制御装置4によって、最
小の半径Rmin が例えば6μAの限界値の上方にある場
合、同一の表示フィールド8の内方に寸法10として6
〜12μAの値範囲が表示され、並びにバー9及び括弧
記号11. 1、11. 2は前記の例のように説明され
る。この実施例ではバー9の瞬間的な位置に依存した表
示の切換えが本質的なことである。切換えはRの瞬間値
に依存して、求められた複数の半径RのRmin 又はR
max に依存して又は複数の半径から計算された平均値R
Mに依存して行われる。表示の第1の状態(図5)にお
いて半径の下方の範囲が表示され、その際走査信号S
1、S2の振幅は不十分であり、そして第2の状態(図
6)において半径の上方の範囲が表示され、その際走査
信号S1、S2の振幅は充分な値に達する場合に、特に
有利である。この第2の状態において、表示フィールド
8に半径の変動幅が特別に観察されかつ正確に調整され
ることができる。この理由から、第2の状態における寸
法10及びバー9の変化する位置及び変動幅は第1の状
態に対して拡大して表示される。
は位置又は位置変更に対して拡大して表示されている。
1つの例においてこのことは、求められた半径Rmin =
9μA及びRmax =11μAでは平均値10μAが算出
される。変動幅の拡大表示が実現され、その際バー9の
幅がファクタ例えば2だけ広く表示され、左端はRM−
2(RM−Rmin )=8μAそして右端はRM+2(R
max −RM)=12μAである。
載したように、バー9の幅は複数の半径Rの間の偏倚
(変動幅)を表わす。この偏倚はRmax とRmin の間の
差であるが、例えば複数の半径Rの間の標準偏倚でもあ
る。バー9が大きさ表示10なしにも表示されることが
でき、その結果操作者は、バー9ができる限り右方(上
方)で離れて位置しかつできる限り小さいことのみに注
意をすればよい。
位置が平均の半径RMを与えかつ表示フィールド8のこ
れに対して垂直方向のバーの幅が半径Rの変動幅(偏
倚)を与えるように表示される。走査ヘッド3の組立及
び整向では、大幅調整の間実際のバー9ができる限り迅
速に表示されかつバー9の微調整でできるかぎり正確に
表示される場合、有利であることが示された。この理由
から変動幅は予め設定された値以下、例えば目標値の5
0%−の半径では半径の小さい数(例えば5値)からそ
してこの予め設定された値の上方では半径の大きい数
(例えば20値)から計算される。
が設けられていることが明らかである。この参照マーク
信号12は公知の方法で線の不規則な連続から成り、走
査要素F3によるその走査ではできるかぎり高い信号水
準の参照マーク信号SRが生じる。参照マーク信号12
は既に測定尺1の製造では特定された目盛周期の予め設
定された範囲に付設される。参照マーク信号12が写真
リゾプロセスにおいて測定尺1上に付設される場合には
特に有利である。
れた範囲に対する測定尺の製造の際に生じる参照マーク
信号12の明確な位置関係によって、参照マーク信号S
Rも走査信号S1、S2に対する明らかな位置関係を有
することは保証されない。理由は、走査信号S1、S2
の形成のために測定尺1上の走査された個所は参照マー
ク信号12の個所から距離を有しており、その結果測定
尺1に対する走査ヘッド3の傾倒の際参照マーク信号S
Rの位置関係が変化することによる。これを回避するた
めに、図7において走査ヘッド3は正しい向きにそして
同様な走査ヘッド3分は傾倒された位置に表示される。
説明の簡単のために、図8a)中に示されたアナログ走
査信号S1、S2は変化しないと仮定する。図8b)中
には走査信号S1、S2に対する参照マーク信号SRの
傾倒の際に変化する状態が示される。実線は走査ヘッド
3の正しい整向の際の参照マーク信号SRをそして点線
は傾倒した走査ヘッド3’の正しい整向の場合を表わ
す。アナログ走査信号S1,S2に対するSRの最大の
目標位置は線目標=θ0によって表される。
ら、参照マーク信号SRが目標=θ0に対して対称的に
位置するためには走査ヘッドの正しい整向が必要である
ことが明らかである。この整向を操作者に容易にするた
めに、本発明によれば表示フィールド8上に表示範囲
8. 2が設けられている、その際走査信号S1、S2に
対する参照マーク信号SRの位置が表示される。測定尺
1に対する測定方向Xにおける走査ヘッド3の移動の際
参照マーク信号SRの位置が求められかつ記憶される。
表示された位置は参照マーク12の通過後でも分析のた
め使用者に使用される。参照マーク信号SRの幅B1は
バー13の形で表示されかつ参照マーク信号SRの位置
は表示フィールド8の第2の表示範囲8. 2の内方のバ
ー13の位置によって表される。
細に示される。図示の対称線目標値は参照マーク信号S
Rの平均の目標位置を特定し、この線は図8a)、
b)、c)における参照線目標=θ0に相応する。表示
フィールド8にはこの個所にマークが設けられている又
は表示されることができる。参照マーク信号SRの零通
過N1、N2の相対位置の決定のために例えば参照位相
位置θ0とN1の間の距離並びにθ0とN2の間の距離
が求められる。この検出は時間測定によって行われる又
は走査信号S1、S2の振幅から得られることができ
る。時間測定はカウンタが高いクロック周波数でカウン
トしかつ時点N1並びにθ0及びN2に対するカウンタ
計数が確定されるような方法で行われる。N1及びN2
で引き渡されたカウンタ状態の比較から、左方の縁がそ
してN2及びθ0で引き渡すされたカウンタ状態の比較
からバー13の右の縁が求められる。θ0、N1及びN
2での振幅値からのバー13の幅及び位置の検出の際、
振幅値の比が周期P内の絶対位置を決定することに利用
される。零通過N1及びN2は予め設定された閾値と参
照マーク信号SRの比較(トリガー)によって決定され
る。図示の例において閾値は時間軸tである。
位置のための許容される及び又は許容されない範囲B
4、B5も表示される場合には有利である。この範囲B
4、B5の限界は走査信号S1、S2から決定されかつ
特定された位相位置θ1〜θ4によって予め設定される
ことができる。図示の例において左の零通過N1はθ1
〜θ3の間の範囲B4に並びに右の零通過N2はθ4〜
θ2の間の範囲B5に位置する。この範囲B4、B5は
図8c)に表わされる。これらの範囲B4、B5の限界
は表示フィールド8. 2に記号G1〜G4として表示さ
れる。これらの予め設定された位相位置θ1〜θ4従っ
て記号G1〜G4に対するバー13の位置及び幅の検出
のために、位置θ1、N1、θ3、θ4、N2及びθ2
の間の前に記載した時間測定又は振幅測定が利用される
ことができる。
間の範囲が表され、この範囲はバー13の幅を決定す
る。範囲B2は走査ヘッド3’の傾倒の際の零通過N
1’、N2’の位置を示す。B3によって許容限界θ1
とθ2の間の範囲を表わす。バー13の位置は表示フィ
ールド8. 2の内方でも測定尺1に対する走査ヘッド3
の瞬間的な移動方向とは無関係に表示されることができ
る。このことは、バー13の右端が移動方向とは無関係
に参照マーク12の右の範囲の位置を表示しそしてバー
13の左端が参照マーク12の左の範囲の位置を表示す
ることを意味する。このことは、走査ヘッド3の移動方
向が検出されかつそれに依存してN1がバー13の右又
は左の縁としてそしてN2がバー13の左又は右の縁と
して表示されることによって達成される。それによって
バー13はプラスの移動方向では例えば図8a)、
b)、c)に記載された方法によって検出されかつ表示
される。これに対してマイナスの移動方向が認識される
と、零通過N1、N1’及びN2、N2’が交換されて
表示される。それによって時間関係から明らかなかつ正
しい局部的な関係が得られる。
SRの位置の図示のための種々の表示フィールドが示さ
れる。図10aは参照マーク信号SRの正しい位置での
表示フィールド8の既に記載した表示フィールド8. 2
を示す。この正しい位置は他の記号によっても図示され
ることができる。図10bにおいて、表示ユニット18
の中央の発光する範囲18. 1が表されている。図10
cにおいてLEDパネル28の平均の発光するLEDパ
ネルが表示される。
零通過N1、N2の位置での既に記載された表示範囲
8. 2を示す。この状態が認識されると、このことは図
11bに表された記号、例えば矢印記号18. 2及び1
8. 3の形の記号によっても表示されることができる。
図11cにおいて、これに相応して発光するLEDパネ
ル28の第2のLED28. 1及び28. 3が示され
る。
過N2の位置での既に記載された表示範囲8. 2を示
す。どの範囲B5又はB4に誤整向があるか及びこの誤
整向の修正のための方向を付与するために、これは表示
ユニット18において右に向いた矢記号18. 3〔図1
2b)〕によってかつLEDパネル28では右の発光す
るLED28. 3によって表示される。対抗する誤整向
が認められると、表示ユニット8. 2、18及び28は
図13a)、13b)、13c)に相応して運転され
る。
る。表示フィールド8及び18は好ましくはLCDとも
称される液晶表示であり、しかし本発明は蛍光表示、L
ED行又はLEDマトリックスの形の表示フィールドで
も実現可能である。本発明は長さ並びに角度測定装置に
使用可能である。走査要素は光電要素、磁気的要素、容
量的要素又は誘導的要素であり得る。
ッド3の内蔵構成部分でもあり得、その結果バーは走査
ヘッド3の面に表示される。走査ヘッド自体での参照マ
ーク信号SRの位置が表示される場合には、特に有利で
ある。この表示は特に図10〜図13による表示ユニッ
トによって行われる。表示フィールドにおいて特定の範
囲又は値が色を違えて表示されることもできる。
好ましくはデジタル計算器(マイクロプロセッサ)であ
る。
ある。
示す。
態を示す。
号と参照マーク信号との関係位置を示す図であり、
(a)は90°位相のずれた2つの走査信号を示す図、
(b(b)は参照マーク信号を表わす図、そして(c)
は走査信号と参照マーク信号との関係位置を表わす図で
ある。
の表示範囲を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 インクリメンタル目盛(2)の互いに位
相のずれた走査信号(S1、S2)の位置に対する参照
マーク(12)の走査信号(SR)の位置の制御のため
の制御装置において、 互いに位相のずれた走査信号(S1、S2)の予め設定
された位相位置(θ0、θ1、θ2、θ3、θ4)に対
する参照マーク信号(SR)の立ち上がり面及び立ち下
がり面の位置(N1、N2)を検出する手段と、 立ち上がり面が予め設定された位相位置(θ3〜θ1)
の内方にあるか否かを表示しかつ立ち下がり面が他の予
め設定された位相位置(θ2〜θ4)の内方にあるか否
かを前記表示とは相違して表示するための表示装置
(8、18、28)とを特徴とする制御装置。 - 【請求項2】 参照マーク信号(SR)の位置(N1、
N2)がバー(13)として表示装置(8)上に表わさ
れ、その際バー(13)の一端は参照マーク信号(S
R)の立ち上がり面の位置(N1)を示しそしてバー
(13)の他端は参照マーク信号(SR)の立ち下がり
面の位置(N2)を示す、請求項1 記載の制御装置。 - 【請求項3】 表示装置(8)に記号(G1〜G4)が
設けられ又は表示され、これらの記号は立ち上がり面
(N1)の許容される範囲(B4)及び立ち下がり面
(N2)の許容される範囲(B5)を特定する請求項1
又は2記載の制御装置。 - 【請求項4】 表示装置(18、28)で2つの記号
(18. 2、18. 3;28. 1、28. 3)が作動可
能であり、その際第1の記号(18. 2、28. 1)は
立ち上がり面が予め設定された位相位置(θ3〜θ1)
の外方に位置する場合に作動され、そして第2の記号
(18. 3、28. 3)は立ち下がり面が予め設定され
た位相位置(θ2〜θ4)の外方に位置する場合に作動
される、請求項1から3までのうちのいずれか一記載の
制御装置。 - 【請求項5】 表示装置(8、18)が液晶表示であ
り、この表示装置(8、18)が走査ヘッドに配設され
ている、請求項1から4までのうちのいずれか一記載の
制御装置。 - 【請求項6】 インクリメンタル目盛(2)の互いに位
相のずれた走査信号(S1、S2)の位置に対する参照
マーク(12)の走査信号(SR)の位置の制御のため
の方法において、次のプロセス、 a)位相のずれた走査信号(S1、S2)からの少なく
とも1 つの位相位置(θ0、θ1、θ2、θ3、θ4)
の特定と、 b)少なくとも1 つの特定された位相位置(θ0、θ
1、θ2、θ3、θ4)に対する参照マーク信号(S
R)の立ち上がり面及び立ち下がり面のそれぞれ1つの
位置(N1、N2)の特定と、 c)立ち上がり面が位相のずれた走査信号(S1、S
2)によって特定された範囲(B4、B5)の内方に位
置するか否かを示す第1の記号(13;18. 2;2
8. 1)の表示と、 d)立ち上がり面が位相のずれた走査信号(S1、S
2)によって特定された領域(B5)の内方にあるか否
かを表示する第2の記号(13、18. 3;28.3)
の表示とを特徴とする前記方法。
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DE19642200:0 | 1996-10-12 | ||
DE19642200A DE19642200A1 (de) | 1996-10-12 | 1996-10-12 | Kontrollvorrichtung und Verfahren zur Prüfung von positionsabhängigen Abtastsignalen |
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